一、工作原理

　　1.充電時(shí)的過(guò)電流保護

　　當連接充電器進(jìn)行充電時(shí)突然產(chǎn)生過(guò)電流（如充電器損壞），電路立即進(jìn)行過(guò)電流檢測，此時(shí)Cout將由高轉為低，功率MOSFET由開(kāi)轉為切斷，實(shí)現保護功能。

　　V-=I&TImes;Rds（on）&TImes;2

　�。↖是充電電流；Vdet4，過(guò)電流檢測電壓，Vdet4為-0.1V）

　　2.過(guò)度充電時(shí)的鎖定模式

　　通常保護IC在過(guò)度充電保護時(shí)將經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間，然后就會(huì )將功率MOSFET切斷以達到保護的目的，當鋰電池電壓一直下降到解除點(diǎn)（過(guò)度充電滯后電壓）時(shí)就會(huì )恢復，此時(shí)又會(huì )繼續充電→保護→放電→充電→放電。這種狀態(tài)的安全性問(wèn)題將無(wú)法獲得有效解決，鋰電池將一直重復著(zhù)充電→放電→充電→放電的動(dòng)作，功率MOSFET的柵極將反復地處于高低電壓交替狀態(tài)，這樣可能會(huì )使MOSFET變熱，還會(huì )降低電池壽命，因此鎖定模式很重要。假如鋰電保護電路在檢測到過(guò)度充電保護時(shí)有鎖定模式，MOSFET將不會(huì )變熱，且安全性相對提高很多。

　　在過(guò)度充電保護之后，只要充電器連接在電池包上，此時(shí)將進(jìn)入過(guò)充鎖定模式。此時(shí)，即使鋰電池電壓下降也不會(huì )產(chǎn)生再充電的情形，將充電器移除并連接負載即可恢復充放電的狀態(tài)。

　　3.減少保護電路組件尺寸

　　將過(guò)度充電和短路保護用的延遲電容器整合在到保護IC里面，以減少保護電路組件尺寸。

　　二、對保護IC性能的要求

　　1.過(guò)度充電保護的高精密度化

　　當鋰離子電池有過(guò)度充電狀態(tài)時(shí)，為防止因溫度上升所導致的內壓上升，須截止充電狀態(tài)。保護IC將檢測電池電壓，當檢測到過(guò)度充電時(shí)，則過(guò)度充電檢測的功率MOSFET使之切斷而截止充電。此時(shí)應注意的是過(guò)度充電的檢測電壓的高精密度化，在電池充電時(shí)，使電池充電到飽滿(mǎn)的狀態(tài)是使用者很關(guān)心的問(wèn)題，同時(shí)兼顧到安全性問(wèn)題，因此需要在達到容許電壓時(shí)截止充電狀態(tài)。要同時(shí)符合這兩個(gè)條件，必須有高精密度的檢測器，目前檢測器的精密度為25mV，該精密度將有待于進(jìn)一步提高。

　　2.降低保護IC的耗電

　　隨著(zhù)使用時(shí)間的增加，已充過(guò)電的鋰離子電池電壓會(huì )逐漸降低，最后低到規格標準值以下，此時(shí)就需要再度充電。若未充電而繼續使用，可能造成由于過(guò)度放電而使電池不能繼續使用。為防止過(guò)度放電，保護IC必須檢測電池電壓，一旦達到過(guò)度放電檢測電壓以下，就得使放電一方的功率MOSFET切斷而截止放電。但此時(shí)電池本身仍有自然放電及保護IC的消耗電流存在，因此需要使保護IC消耗的電流降到最低程度。

　　3.過(guò)電流/短路保護需有低檢測電壓及高精密度的要求

　　因不明原因導致短路時(shí)必須立即停止放電。過(guò)電流的檢測是以功率MOSFET的Rds（on）為感應阻抗，以監視其電壓的下降，此時(shí)的電壓若比過(guò)電流檢測電壓還高時(shí)即停止放電。為了使功率MOSFET的Rds（on）在充電電流與放電電流時(shí)有效應用，需使該阻抗值盡量低，目前該阻抗約為20mΩ~30mΩ，這樣過(guò)電流檢測電壓就可較低。

　　4.耐高電壓

　　電池包與充電器連接時(shí)瞬間會(huì )有高壓產(chǎn)生，因此保護IC應滿(mǎn)足耐高壓的要求。

　　5.低電池功耗

　　在保護狀態(tài)時(shí)，其靜態(tài)耗電流必須要小0.1μA.

　　6.零伏可充電

　　有些電池在存放的過(guò)程中可能因為放太久或不正常的原因導致電壓低到0V，故保護IC需要在0V時(shí)也可以實(shí)現充電。

　　三、保護IC發(fā)展展望

　　如前所述，未來(lái)保護IC將進(jìn)一步提高檢測電壓的精密度、降低保護IC的耗電流和提高誤動(dòng)作防止功能等，同時(shí)充電器連接端子的高耐壓也是研發(fā)的重點(diǎn)。在封裝方面，目前已由SOT23-6逐漸轉向SON6封裝，將來(lái)還有CSP封裝，甚至出現COB產(chǎn)品用以滿(mǎn)足現在所強調的輕薄短小要求。

　　在功能方面，保護IC不需要整合所有的功能，可根據不同的鋰電池材料開(kāi)發(fā)出單一保護IC，如只有過(guò)充保護或過(guò)放保護功能，這樣可以大幅減少成本及尺寸。

　　當然，功能組件單晶體化是不變的目標，如目前手機制造商都朝向將保護IC、充電電路以及電源管理IC等周邊電路與邏輯IC構成雙芯片的芯片組，但目前要使功率MOSFET的開(kāi)路阻抗降低，難以與其它IC整合，即使以特殊技術(shù)制成單芯片，恐怕成本將會(huì )過(guò)高。因此，保護IC的單晶體化將需一段時(shí)間來(lái)解決。